Цахилгааны инженерчлэлийн салбарт трансформаторууд нь хүчдэлийн түвшинг удирдах, зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр зайлшгүй шаардлагатай төхөөрөмжүүдийн дотроос доош трансформатор нь өндөр хүчдэлийн оролтыг илүү бага, илүү удирдах боломжтой түвшинд хүртэл бууруулах чадвараараа ялгардаг.

Энэхүү блог нийтлэлд бид шаталсан трансформаторын нарийн төвөгтэй байдлыг судалж, тэдгээрийн ажиллах зарчим, бүтэц, машин механизмын үйлдвэрлэлд авчирдаг гол ашиг тусыг судлах болно.

Бууруулах трансформатор гэж юу вэ

Бууруулах трансформатор нь цахилгаан соронзон индукцийн тусламжтайгаар өндөр хүчдэлийн, бага гүйдлийн чадлыг бага хүчдэлийн, өндөр гүйдлийн чадлаар хувиргадаг цахилгаан төхөөрөмж юм. Энэ нь ферромагнет цөмийг ороосон анхдагч ба хоёрдогч ороомог гэсэн хоёр ороомогоос бүрдэнэ. Анхдагч ороомог нь оролтын хүчдэлийн эх үүсвэрт холбогдсон бол хоёрдогч ороомог нь ачаалалд бууруулсан гаралтын хүчдэлийг өгдөг.

Бууруулах трансформаторын үндсэн үүрэг нь давтамжийг хадгалахын зэрэгцээ анхдагч талаас хоёрдогч тал руу хүчдэлийн түвшинг бууруулах явдал юм. Энэхүү хүчдэлийн бууралтыг анхдагч ороомогтой харьцуулахад хоёрдогч ороомог цөөн эргэлттэй болгосноор бий болгодог.

Бууруулах трансформаторууд хэрхэн ажилладаг вэ

Бууруулах трансформаторын анхдагч ороомог нь генераторын станцын хүчдэл эсвэл дамжуулах цахилгаан шугам гэх мэт өндөр хүчдэлийн хувьсах гүйдлийн эх үүсвэрт холбогдсон байдаг. Анхдагч ороомог нь трансформаторын цөмд соронзон урсгал үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хоёрдогч ороомогт хүчдэл үүсгэдэг.

Хоёрдогч ороомогт өдөөгдсөн хүчдэлийг анхдагч ба хоёрдогч ороомгийн хоорондох ороомгийн эргэлтийн харьцаагаар тодорхойлно. Бууруулах трансформаторын хувьд хоёрдогч ороомог нь анхдагч ороомгоос цөөн эргэлттэй байдаг тул гаралтын хүчдэл бага байдаг. Оролт ба гаралтын хүчдэлийн хоорондын хамаарлыг дараах тэгшитгэлээр өгнө.

(V_p / V_s) = (N_p / N_s)

хаана

V_p нь анхдагч хүчдэл юм

V_s нь хоёрдогч хүчдэл юм

N_p нь анхдагч ороомгийн эргэлтийн тоо юм

N_s нь хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо юм

Бууруулах трансформаторын хүчдэлийн түвшинг өөрчлөх үйл явц нь харилцан индукцийн зарчимд суурилдаг. Хувьсах гүйдэл анхдагч ороомогоор урсах үед трансформаторын цөмд хувьсах соронзон орон үүсгэдэг. Энэхүү соронзон орон нь хоёрдогч ороомогт цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) үүсгэж, хоёрдогч хэлхээнд гүйдэл урсахад хүргэдэг.

Бууруулах трансформаторын угсралт

1. Анхдагч ороомог: Анхдагч ороомог нь тэжээлийн эх үүсвэрээс оролтын хүчдэлийг хүлээн авдаг утаснуудын ороомог юм.
2. Хоёрдогч ороомог: Хоёрдогч ороомог нь холбогдсон ачаалалд багасгасан гаралтын хүчдэлийг өгдөг утасн ороомог юм.
3. Соронзон цөм: Бууруулах трансформаторууд нь анхдагч ба хоёрдогч ороомгийн хоорондох соронзон холболтыг сайжруулахын тулд ихэвчлэн давхарласан ган эсвэл ферромагнет материалаар хийгдсэн соронзон цөмийг ашигладаг.
4. Дулаалга: Цахилгааны богино холболтоос сэргийлж, аюулгүй ажиллагааг хангахын тулд зохих дулаалга.
5. Хөргөлтийн систем: Бууруулах трансформаторууд нь ороомог болон цөм дэх алдагдлын улмаас ажиллах явцад дулаан үүсгэдэг. Энэ дулааныг тарааж, трансформаторын температурыг хүлээн зөвшөөрөгдөх хэмжээнд байлгахын тулд хангалттай хөргөлт шаардлагатай.
6. Цорго ба хүчдэлийн тохируулга: Зарим доош гүйдэг трансформаторууд нь цорготой байдаг бөгөөд эдгээр нь гаралтын хүчдэлийг нарийн тохируулах боломжийг олгодог ороомог дээрх нэмэлт холболтууд юм.
7. Буш болон терминалууд: Буш болон терминалууд нь анхдагч болон хоёрдогч ороомгийг гадаад хэлхээнд холбох интерфэйсийг хангадаг.
8. Хавсралт ба суурилуулалт: Дотор эд ангиудыг хүрээлэн буй орчноос хамгаалах, аюулгүй ажиллагааг хангахын тулд доошлуулах трансформаторуудыг хашаа эсвэл саванд байрлуулдаг.

Бууруулах трансформаторын төрлүүд

Нэг фазын доош трансформаторууд

Нэг фазын доошлуулалтын трансформаторууд нь бага хүчдэлийн хэрэглээнд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг төрөл юм. Эдгээр нь анхдагч ороомог болон соронзон цөмийг тойрсон хоёрдогч ороомогоос бүрдэнэ. Анхдагч ороомог нь өндөр хүчдэлийн хувьсах гүйдлийн эх үүсвэрт холбогдсон бол хоёрдогч ороомог нь багасгасан хүчдэлийн гаралтыг өгдөг.

Нэг фазын доошлуулах трансформаторуудыг гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, электрон төхөөрөмж, жижиг машин механизм гэх мэт орон сууцны болон хөнгөн арилжааны хэрэглээнд өргөн ашигладаг.

Гурван фазын доош трансформаторууд

Гурван фазын доошлуулах трансформаторууд нь гурван фазын хувьсах гүйдлийн тэжээлийн нэг фазтай холбогдсон гурван багц анхдагч ба хоёрдогч ороомгоос бүрдэнэ. Анхдагч ороомог нь өндөр хүчдэлийн эх үүсвэрт холбогдсон бол хоёрдогч ороомог нь багасгасан хүчдэлийн гаралтыг өгдөг.

Гурван фазын доошлуулалтын трансформаторууд нь нэг фазын трансформаторуудаас илүү үр ашигтай бөгөөд цахилгаан түгээх систем, томоохон үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, моторын удирдлагын хэлхээнд түгээмэл хэрэглэгддэг.

Автотрансформаторууд

Автотрансформаторууд нь олон цорготой ганц ороомог ашигладаг тусгай төрлийн бууруулагч трансформатор юм. Оролтын хүчдэлийг ороомгийн бүх хэсэгт өгдөг бол гаралтын хүчдэлийг ороомгийн тодорхой цэг дээрх цоргоноос авдаг.

Автотрансформаторуудыг моторын асаагуур, хүчдэлийн тогтворжуулагч, цахилгаан хангамжийн хэлхээ гэх мэт хүчдэлийн тохируулга шаардлагатай хэрэглээнд түгээмэл ашигладаг.

Тусгаарлагч трансформатор

Тусгаарлах трансформаторууд нь анхдагч болон хоёрдогч ороомгийн хооронд цахилгаан тусгаарлалтыг хангах зориулалттай бөгөөд ингэснээр дуу чимээ, шилжилтийн болон газардуулгын гогцооны дамжуулалтаас сэргийлдэг. Тэдгээр нь 1:1 эргэлтийн харьцаатай бөгөөд энэ нь оролт болон гаралтын хүчдэл ижил байна гэсэн үг юм. Тусгаарлах трансформаторын үндсэн зорилго нь мэдрэмтгий электрон төхөөрөмжийг цахилгааны шугамын эвдрэлээс хамгаалах, тоног төхөөрөмжийг үндсэн цахилгаан хангамжаас тусгаарласнаар аюулгүй байдлыг хангах явдал юм.

Тусгаарлагч трансформаторыг эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, аудио систем, хэмжилт, хяналтын төхөөрөмжид өргөн ашигладаг бөгөөд дохионы бүрэн бүтэн байдал болон хэрэглэгчийн аюулгүй байдал чухал ач холбогдолтой.

Бууруулах трансформаторын давуу талууд

Хүчдэлийн зохицуулалт

Бууруулах трансформаторууд нь өндөр хүчдэлийн дамжуулах шугамаас цахилгаан эрчим хүчийг түгээх болон эцсийн хэрэглэгчийн хэрэглээнд тохиромжтой бага хүчдэлийн түвшин рүү үр ашигтай шилжүүлэх боломжийг олгодог.

Сайжруулсан аюулгүй байдал

Өндөр хүчдэл, бага гүйдлийн хүчийг бага хүчдэл, өндөр гүйдлийн хүч болгон хувиргаснаар бууруулагч трансформаторууд нь цахилгаан системийн аюулгүй байдлыг сайжруулдаг. Бага хүчдэл нь цахилгаан цочролын эрсдлийг бууруулж, хэрэглэгчдэд цахилгаан төхөөрөмжтэй харьцах, ажиллуулахад аюулгүй болгодог.

Үр ашгийг нэмэгдүүлэх

Эдгээр трансформаторууд хүчдэлийн түвшинг бууруулснаар алсын зайн дамжуулалтын үед үүсэх цахилгаан алдагдлыг багасгадаг. Бага хүчдэл нь утсан дахь цахилгаан эсэргүүцлийг бууруулж, дулааны хэлбэрээр энергийн тархалтыг бууруулдаг.

Доошоо буудаг трансформаторын сул талууд

Хэмжээ, жин

Хүчдэл буурах харьцаа нэмэгдэхийн хэрээр трансформаторын хэмжээ ба жин мөн нэмэгддэг.

Зардлын

Бууруулах трансформаторууд, ялангуяа өндөр хүчин чадалтай эсвэл тусгай онцлогтой хэрэглээнд зориулагдсан трансформаторууд үнэтэй байж болно.

Алдагдал ба үр ашгийн хязгаарлалтууд

Бууруулах трансформаторууд ерөнхийдөө үр ашигтай байдаг ч ашиглалтын явцад зарим алдагдалтай хэвээр байна. Эдгээр алдагдлыг цөмийн алдагдал болон зэсийн алдагдал гэж ангилж болно. Цөмийн алдагдал нь трансформаторын цөм дэх хувьсах соронзон урсгалын улмаас үүсдэг бөгөөд энэ нь гистерезис болон хуйларсан гүйдлийн алдагдалд хүргэдэг. Зэсийн алдагдал нь ороомгийн дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцлээс үүсдэг.

Бууруулах трансформаторын хэрэглээ

Цахилгаан түгээх систем

Бууруулах трансформаторуудыг өндөр хүчдэлийн дамжуулах чадлыг эцсийн хэрэглэгчдэд түгээхэд тохиромжтой бага хүчдэлийн түвшин рүү хөрвүүлэхийн тулд цахилгаан түгээлтийн системд өргөн ашигладаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн дэд станцуудад байрлуулдаг бөгөөд дамжуулах түвшингээс (ихэвчлэн 110 кВ ба түүнээс дээш) түгээлтийн түвшин хүртэлх хүчдэлийг бууруулдаг (ихэвчлэн 11 кВ-аас 33 кВ хүртэл).

Үйлдвэрлэлийн тоног

Машин механизм, тоног төхөөрөмжийг үр ашигтай ажиллуулахын тулд олон үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд тодорхой хүчдэлийн түвшин шаардлагатай байдаг. Аж үйлдвэрийн ачааллын шаардлагыг хангахын тулд үндсэн цахилгаан хангамжаас шаардлагатай хүчдэлийг бууруулахын тулд шаталсан трансформаторыг ашигладаг. Үүнд үйлдвэрлэлийн үйлдвэрүүд, боловсруулах байгууламжууд болон хүнд машин механизмын үйл ажиллагаанд хэрэглээ орно.

Электрон төхөөрөмж ба цахилгаан хэрэгсэл

Бууруулах трансформаторууд нь янз бүрийн электрон төхөөрөмж болон гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд түгээмэл байдаг. Эдгээр трансформаторууд нь үндсэн хүчдэлийг (жишээлбэл, 120V эсвэл 240V) төхөөрөмжийн дотоод хэлхээнд тохиромжтой доод түвшинд хүртэл бууруулдаг. Жишээлбэл, гар утас, зөөврийн компьютер болон бусад зөөврийн төхөөрөмжүүдийн цэнэглэгчийг багтаасан бөгөөд трансформатор нь батерейг цэнэглэхэд зориулж хүчдэлийг аюулгүй түвшинд хүртэл бууруулдаг. Телевиз, аудио систем, компьютерын тэжээлийн хангамж зэрэг гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслүүд нь үндсэн хүчдэлийг шаардлагатай түвшинд хөрвүүлэхийн тулд бууруулах трансформаторуудыг ашигладаг.

Эмнэлгийн тоног төхөөрөмж

Рентген аппарат, MRI сканнер, өвчтөний хяналтын систем гэх мэт олон эмнэлгийн хэрэгсэл нь нарийвчлалтай, аюулгүй ажиллахын тулд тодорхой хүчдэлийн түвшин шаарддаг. Бууруулах трансформаторууд нь шаардлагатай хүчдэлийн хувиргалтыг хангахын зэрэгцээ цахилгааны хэт халалт эсвэл гэмтлээс тусгаарлах, хамгаалах боломжийг олгодог.